内容正文:
第十四讲 欧姆定律
一、填空题
1.(2024哈尔滨)小明想探究“电流与电阻的关系”,某次测量时电流表的示数如图甲所示,此时电流为 0.3 A;经过测量多组数据后,绘制出I-R图像如图乙所示,由图像得到的结论是 电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比 。
2.(2024福建)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R为定值电阻,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S,当热敏电阻Rt的温度降低时,电压表V1的示数 变大 ,电压表V2的示数与电流表A的示数之比 不变 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
3.(2024临沂)闭合如图甲所示电路的开关,将滑动变阻器的滑片由最右端移到最左端的过程中,电压表与电流表的示数变化的图像如图乙所示,则定值电阻R0的阻值为 3 Ω,电源电压为 1.5 V。
4.(2024江西)如图所示,三个电阻R1、R2、R3的阻值均相同,开关S1断开、开关S2掷到1,电流表A1与电流表A2的示数之比为 1∶1 ;当开关S1闭合、开关S2掷到2时,电流表A1与电流表A2的示数之比为 2∶1 。
第4题图 第5题图
5.(2024成都)小张用如图所示的电路测量小灯泡的电阻,电流表和电压表选用小量程。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片移到最右端的目的是 保护电路 。闭合开关,她发现灯泡不亮,两电表的示数均很小,经过检查,确认电路连接正确,两电表均完好,小张的下一步操作应该是 移动滑动变阻器的滑片,观察灯泡是否能发光、两电表是否有示数 。
二、选择题
6.(2024洛阳一模)对于欧姆定律的导出公式R=,下列说法中正确的是 ( D )
A.导体电阻与电压成正比
B.导体电阻与电流成反比
C.当电压为零时,电阻也为零
D.电阻是导体本身的性质,与电压和电流无关
7.(2024商丘一模)小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6 V,定值电阻R0的阻值为20 Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是 ( D )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6 V
D.当电路中的电流为0.15 A时,空气湿度为50%
8.(2024绥化一模)如图所示,是定值电阻R和小灯泡L中电流随电压变化的图像,由图像可知 ( C )
A.乙是小灯泡的I-U图像
B.定值电阻的阻值为5 Ω
C.定值电阻R和小灯泡L并联接在4 V的电源上,干路中的电流是1.2 A
D.定值电阻R和小灯泡L串联接在6 V的电源上,电路中的电流是0.4 A
三、实验探究题
9.(2024镇江)小明用图1电路“探究电压一定时,电流与电阻的关系”。
答案图
(1)用笔画线代替导线将图1中的电压表正确接入电路。
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于最 右 (选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表指针不偏转,电压表指针有明显偏转且保持不变,已知导线及各接线柱连接完好,则电路中 定值电阻 出现了 断路 故障。故障排除后,移动滑片,使电压表示数为2 V,记录电流表示数,多次更换定值电阻重复实验,得到电流I与定值电阻R的倒数关系如图2中图线甲所示,从而得出结论。
(4)实验结束后,小明应先断开开关,再拆除 电源 两端的导线。在整理器材时,他突然发现电压表指针位置如图3所示。
①小明遗漏的实验操作是 电压表调零 。
②小华通过正确实验操作也进行了上述实验,小明发现他与小华的实验结论一致。遗漏的实验操作并未影响结论,你认为其原因是 实验时定值电阻两端的电压保持为定值 。
③小明按正确操作重新进行实验,你认为他得到的电流I与定值电阻R的倒数关系应为图2中的图线 乙 (选填“甲”“乙”或“丙”)。
10.(2024南充)小红想测量标有“1.5 V”字样小灯泡正常发光时的电阻,从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干,进行了如下实验。
答案图
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;
(2)检查无误后,闭合开关,发现电流表无示数,小灯泡不亮,电压表示数接近电源电压。造成这一故障的原因可能是小灯泡 断路 (选填“断路”或“短路”);
(3)排除电路故障后,闭合开关,移动滑片,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻为 5 Ω;接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值,并绘制了小灯泡的I-U图像,如图丙所示;
(4)小红认为不能利用图甲的装置探究电流与电压的关系。理由是 灯泡的电阻随温度的升高而增大,不能保持不变 ;
(5)小红还想测出另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻,在保证电路安全的前提下,设计了如图丁所示的电路(电源电压恒定、大于U额且未知,滑动变阻器R的最大阻值未知,定值电阻阻值为R0)。请将实验步骤补充完整:
①闭合S、S2,断开S1,移动滑片P,使电流表示数为 时,小灯泡正常发光;
②闭合S、S1,断开S2,保持滑片P位置不变,读出电流表的示数为I;
③小灯泡正常发光时的电阻RL= (用U额、I、R0表示)。
四、综合应用题
11.(2024周口二模)图乙是图甲所示电子秤的工作原理图。电子秤的示数表是由电流表改装的,R1是一根长6 cm、阻值为15 Ω的均匀电阻丝,滑片P在a端时,电流表的示数为0.15 A;滑片P在b端时,电流表的示数为0.6 A;弹簧c受到的压力F与压缩量ΔL的关系如图丙所示。挂钩的重力不计,不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端,所称物重最大时P在b端,电路中电源电压不变,g取10 N/kg。求:
(1)电阻R2的阻值。
(2)电源电压。
(3)当电路中的电流为0.2 A时,电子秤的示数。
解:(1)滑片在a端时,R1与R2串联,电路中的电流Ia=0.15 A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以由欧姆定律可得电源电压:
U=Ia(R1+R2)=0.15 A×(15 Ω+R2);
滑片在b端时,电路为R2的简单电路,电路中的电流Ib=0.6 A,
电源电压:U=IbR2=0.6 A×R2;
因电源电压不变,
所以0.6 A×R2=0.15 A×(15 Ω+R2),
解得R2=5 Ω。
(2)由(1)可知,电源电压U=IbR2=0.6 A×5 Ω=3 V。
(3)电路中的电流为0.2 A时,根据串联电路中电阻的规律,结合欧姆定律可得此时通过电路的电流I===0.2 A,解得R'1=10 Ω;
R1接入电路的阻值相对于其最大值的减少值为ΔR1=R1-R'1=15 Ω-10 Ω=5 Ω,
R1是一根长6 cm、阻值为15 Ω的均匀电阻丝,根据比例关系得弹簧的压缩量:
ΔL=2 cm,
由图丙知弹簧受到的压力为F=20 N,
电子秤的示数为m====2 kg。
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